梁端铰接钢管混凝土框架-核心筒结构的减震研究

梁端铰接钢管混凝土框架-核心筒结构很好地解决了传统双重抗侧体系由于节点焊接而带来的系列问题,但不可避免地对结构抗震性能产生影响,因此,亟需针对此类结构的消能减震研究。本文以30层梁端铰接的钢管混凝土柱-混凝土核心筒结构为研究对象,通过引入不同构造形式的消能黏滞阻尼伸臂形成减震层,利用OpenSees有限元软件对结构进行弹塑性时程分析,优选出最佳构造形式,并据此对比设置一道及两道减震层时,结构在罕遇地震下减震性能及黏滞阻尼器的阻尼系数和速度指数变化对设置一道减震层结构抗震性能的影响分析。研究结果表明:竖向斜撑型减震层对结构顶点位移、层间位移角、基底剪力的控制效果及自身的耗能效果最佳,而两道减震层结构的综合性能要略优于一道减震层结构,但一道减震层结构对减震层位置变化更敏感,且当减震层位于结构1/3 H层高时减震效果最佳;阻尼系数与速度指数过大或过小均会对结构产生不利影响,而速度指数能有效降低结构的层间位移角,但应注意所带来的位移突变和基底剪力增大问题。

钢框架-核心筒辐射钢梁的快速安装技术研究

基于工程实际,探讨钢框架-核心筒结构辐射钢梁快速安装施工技术。通过在混凝土核心筒预埋件节点位置预先加设2块三角码板,达到吊装机械能够快速脱钩、撤吊的施工目标,并采用预先加长连接板近埋件端长度的方式,消除混凝土核心筒结构因模板支设、混凝土浇筑变形等施工误差导致的钢梁扩孔、钢梁切割等一系列严重质量问题,显著提高辐射钢梁施工效率,提升核心筒预埋连接节点区施工质量。

框架-核心筒结构高层建筑的抗震设计优化研究

为提升高层建筑抗震性能,从优化隔震效果的角度出发探讨支座极值面压具有一定的现实意义。基于此,以某框架-核心筒高层建筑为研究对象,从基础隔震入手设置4种抗震设计方案,并对比分析4种方案的地震响应情况。研究结果表明:设置铅芯橡胶支座和粘滞阻尼器,可有效减小层间位移角和支座极值面压。核心筒角点处设置具备较大承载力的大尺寸支座,应避免以铰接形式连接核心筒和楼面梁,以此提升高层建筑抗震性能。

框架-核心筒结构的酒店结构设计体系应用研究

为了更好对框架-核心筒受力结构进行设计,以福州某酒店项目为例进行研究和分析。在梳理应用案例概况和抗震要求的基础上,对框架-核心筒主楼和裙房的结构设计要点进行分析;结合相关的规范要求,对装配式构件设计、大跨度预应力结构优化设计和外框架设计三个关键环节进行设计,梳理设计要点。研究表明,框架-核心筒结构设计方案满足业主对建筑功能的设计要求,设计方案具有经济性和安全性。

框架柱倾斜对框架-核心筒结构的框架剪力比影响分析

基于实际工程,抽象出标准模型,建立不同斜率、不同倾斜方向的框架-核心筒对比模型。考虑CQC无方向性,采用基于规范反应谱生成的人工波,进行结构弹性时程分析,通过截面切割方法获取楼层剪力及框架剪力。研究表明,当框架柱外倾(背离核心筒)斜率处于0~1/18,框架柱剪力的比值(斜柱模型框架剪力/基准模型框架剪力)处于0.58~1.0;当外倾斜率大于1/18,框架柱剪力的比值大于1,且随着外斜斜率增大呈现逐渐增大趋势。随着框架柱内斜(向核心筒侧)角度的增大,框架柱剪力的比值大于1且逐渐增大。

某高层框架-核心筒结构的优化设计研究

建筑工程促进了城市规划建设的可持续发展,因此研究高层建筑结构优化设计方案具有重要的现实意义。本文以某高层框架-核心筒结构工程为例,根据其二层层高突变的问题,制定优化设计方案,解决原始设计方案存在的实际问题。通过对比原始方案与优化方案的位移比、侧向刚度、结构基底剪力,可发现优化后的建筑结构抗震性能得到明显提升,有效消除了二层软弱层存在的结构问题,防止建筑在地震作用下发生较大变形、损伤等工程病害,影响建筑结构的长期使用。

框架-核心筒结构外框刚度贡献的直接计算法与间接评估法

针对框架-核心筒结构体系抗震设计,提出2种新的评估外框刚度贡献的方法:直接计算法和间接评估法。前者通过施加侧向荷载直接计算核心筒抗侧刚度和整体结构的抗侧刚度,通过差值比例得到外框刚度贡献率;后者则通过一个新的结构指标“二阶平动周期比”来间接反映外框刚度的贡献率,通过理想案例研究了影响“二阶平动周期比”数值的相关因素和基本规律。选择8个实际工程案例,分别采用2种方法对其外框刚度贡献进行了评价,并对2种方法评价结果的相关性进行研究。对比显示,2种方法得到的结果基本一致,能够相互印证。在此基础上,将框架-核心筒结构外框刚度贡献分为较低、中等和较大3个区间,并分别给出对应的指标数值范围。对2个实际工程采用不同种方法进行外框刚度评估,并对其抗震性能进行验证,结果表明,采用文中方法能够更加合理评价框架-核心筒外框刚度贡献,形成更加科学的抗震设计。

带斜撑巨型框架-核心筒结构协同分析的哈密顿对偶体系

在连续化假定的基础上,将带斜撑巨型框架与核心筒分别等效为底端固定、上端自由的悬臂梁,等效后的悬臂梁具有弯曲刚度和剪切刚度。将楼板等效成刚性连杆,建立带斜撑巨型框架-核心筒高层建筑结构协同分析的计算模型。在哈密顿力学体系下对结构进行分析,导出哈密顿正则方程,采用精细积分法求解结构在侧向力作用下的位移与内力。用这种方法对带斜撑巨型框架-核心筒结构进行协同分析,理论推导思路清晰、过程简捷,数值计算易于编程、精度较高。采用本文方法对带斜撑巨型框架-核心筒高层建筑结构进行协同分析,可以准确把握结构的整体受力性能,在初步设计阶段对结构方案进行试算和快速分析。

基于ETABS和LINGO软件的超高层混凝土框架-核心筒结构优化研究

超高层混凝土框架-核心筒结构优化程序将主体结构造价作为目标函数,将位移约束和构件强度约束同时作为约束条件,并调用ETABS和LINGO进行整体优化。程序通过层间构件归并、结构对称性和标准层划分控制优化变量的数量。通过算例分析,程序基本实现超高层混凝土框架-核心筒结构优化的自动化,具有较好的工程应用价值。

加强层对框架-核心筒结构的经济性和碳排放量影响分析

为考察加强层的形式、数量和位置对超高层框架-核心筒结构的影响,在设防烈度为8度的条件下,建立1个建筑高度为210 m的办公楼基础模型,分别加入不同数量和位置的环带桁架加强层和伸臂-环带桁架加强层.对比分析各模型构件的主要控制指标、结构受力性能,结构经济性和碳排放.结果表明:模型的经济性随加强层数量的增加和楼面售价的提高而增大,碳排放量随加强层数量的增加而减少;伸臂-环带桁架加强层在增大经济性和减少碳排放方面的效果均比环带桁架加强层好.

某框架-核心筒阻尼伸臂桁架结构分析

某建筑主体结构高度为172.4m,结构体系为钢筋混凝土框架-核心筒+阻尼伸臂桁架。结构初步设计阶段进行了无加强层、刚性加强层、阻尼伸臂桁架层方案对比。分析了不同黏滞阻尼器参数对耗能效果的影响,不同位置设置阻尼伸臂桁架对耗能效果的影响,以及不同地震加速度作用下耗能效果的影响,本工程证实设置阻尼伸臂桁架层可有效的提供附加阻尼,降低主体结构地震响应。

某超限框架-核心筒结构底部改造加固设计

武汉某改造工程属于典型的超限高层底部区域改造加固设计项目,原结构体系为钢筋混凝土框架-核心筒。经设计、复核,竖向构件能满足改造后使用需求,但需对大量水平构件进行加固设计。本项目施工条件复杂,梁截面加宽、加高均受到较大制约;通过荷载精细计算、选用轻质建筑材料、采用对原结构影响更小的施工方法、适当考虑楼板作为翼缘对梁刚度和承载力的提高和塑性调幅等方法,充分挖掘原结构中梁板构件的承载能力潜力。改造设计时,首先对改造前后总体指标进行对比分析;其次针对项目中不同区域的改造要求、现场条件、结构受力等特点对其适用的梁加固方式进行详细的论述。尤其针对在梁负弯矩区采用L型粘钢加固时,转角节点处钢板刚度不够;采用加大截面法加固时,顶筋植筋深度不足等问题提出相应的解决方法。供其他同类项目参考借鉴。

底层通高的超高层框架-核心筒结构的设计与分析

首层通高是超高层建筑常见的设计问题,带来楼层刚度突变,楼层抗剪承载力突变,竖向构件承载力和稳定性超限等问题。以深圳超高层框架-核心筒项目的设计实践为案例,主要分析了层高变化后,核心筒剪力墙和框架柱分担地震剪力的变化规律,并通过静力推覆分析研究了结构进入弹塑性状态以后,剪力墙和框架柱的压弯和受剪的抗力和荷载分担之间的关系。分析表明,首层通高的框架-核心筒结构并不发生首层整层破坏模式,楼层抗剪承载力的计算公式不应直接作为构件设计加强的标准。应根据计算分析结果,采取针对性的措施,作为设计建议,提出对首层通高的剪力墙重视其压弯能力的加强,并保证适度的抗剪富裕;首层通高的框架柱,无需格外加强其纵筋配筋率,而应注意验算相邻楼层的框架的弯剪抗力。结果表明,首层通高并不是设计禁区,其抗震安全性和措施合理性是可以实现的。

采用消能连梁的高层框架-核心筒结构减震方案分析

高层框架-核心筒结构在我国大中城市应用较多,该类建筑往往功能复杂且内部人口密集,若地震中发生严重破坏将造成严重的经济损失和人员伤亡。为了有效控制该类结构地震损伤,利用截面优化型消能连梁对其进行减震设计,通过比较多种减震方案对整体结构地震损伤控制的影响选择最优的减震设计方案。以某17层框架-核心筒结构为算例,采用MSC.MARC有限元软件建立数值模型,利用算例结构缩尺振动台试验现象以及截面优化型消能连梁拟静力试验结果,验证了该数值模型的准确性。进一步利用该数值模型对结构进行动力时程分析,通过层间位移角、损伤云图、附加阻尼比等指标综合对比各减震方案的效果。结果表明:消能连梁的刚度与原结构混凝土连梁相等,且强度略低于原结构混凝土连梁,约为0.8倍时,对整体结构的损伤控制效果最佳;当消能连梁在各楼层满布时,对结构整体的损伤控制效果最好;大震工况下,按上述满布方案设计的消能连梁可以减小结构26.3%的层间位移角,使结构的附加阻尼比达到8.73%。本研究为该类高层结构的消能减震设计提供了参考方案。

某超高层框架-核心筒结构减震性能研究

框架-核心筒拥有较好的抗震效果,整体性、刚度较好,但是在强震作用下水平位移较大,为减少结构的地震响应,文中分析某超高层框架-核心筒结构采用粘滞阻尼器的减震性能。采用MIDASGEN杆系有限元软件对某超高层框架-核心筒结构进行PUSH-OVER分析,得到该结构薄弱层位置。分别在薄弱层、薄弱层中间楼层和薄弱层与薄弱层的中间楼层3种方案设置粘滞阻尼器对结构进行PUSH-OVER分析,对比原结构和3种布置阻尼器之后的层间位移和层间位移角。分析结果表明将粘滞阻尼器安装在非薄弱层减震效果不佳,阻尼器并非安装越多越好,将粘滞阻尼器放置在薄弱层减震效果是最好的,为同类工程减震设计提供理论支撑。

超高层钢筋混凝土框架-核心筒动力弹塑性时程分析

为使结构达到罕遇地震作用下防倒塌设计的抗震性能目标,文章以安徽省淮南市某超高层建筑为例,采用有限元设计分析软件Midas Building建立超高层钢筋混凝土框架-核心筒结构计算模型,对其进行大震作用下结构的非线性地震反应分析,研究结构在遭遇罕遇地震作用时的顶点位移、底部剪力以及层间位移角等量化的综合性能指标。根据关键构件、普通构件和耗能构件的整体变形、耗能能力以及地震终止时塑性损伤情况,评价结构构件在罕遇地震作用时的塑性变形行为,发现结构设计中的规律问题,找出采用振型分解法难以发现或无法发现的问题,针对结构构件薄弱和刚度突变部位提出相应的处理措施,确保建筑实现大震不倒的目标要求。Midas Building分析结果表明:地震波对结构构件承载力影响较大,且随地震波的持续输入,结构由弹性变形阶段进入弹塑性变形阶段,刚度退化,部分构件进入塑性屈服状态。

东江之星超高框架-核心筒结构抗震超限设计

东江之星商业中心项目位于广东省东莞市,抗震设防烈度为6度(0.05g)。18号商业、办公楼房屋高度247.85m,为超B级高度高层建筑,采用框架-核心筒结构,存在超高、局部楼层楼板不连续、穿层柱等超限项。为保证结构的抗震性能,项目采用了延性较好的内置钢管叠合柱。根据项目特点确定合理的抗震性能目标,采用多种有限元计算软件对结构进行小震、中震弹性分析及大震弹塑性分析。

不同支撑模式的巨型支撑框架-核心筒结构的抗震性能研究

目前,巨型支撑对结构刚度的影响已开展了很多研究工作,但是很少有研究考虑在承受地震作用下巨型支撑结构破坏机制。为此,对不同支撑方式对巨型支撑框架-核心筒结构的破坏机理和抗震性能的影响进行了研究,分别从构件的屈服顺序、塑性分布、内力分布、非线性刚度退化以及行为因素等角度研究框架-核心筒结构的抗震性能。研究结果表明,巨型支撑的屈服将改变相邻巨型柱的变形模式,从而影响相邻子结构的可塑性分布。巨型支撑提升了系统刚度,提高了系统强度。此外,在巨型支撑屈服之后,维持较高振幅的轴向力会改变巨型柱中内力的分布,从而降低其延性并进一步影响整体结构的延性。

长沙某超高层框架-核心筒结构设计

长沙某超高层结构高度149.50 m,根据塔楼使用人数,结构按重点设防类别进行抗震设计。塔楼采用框架-核心筒结构体系,论述了基础设计、楼板不连续、设备层、墙体稳定。得出有利于工程设计的应用结果。

筒偏置框架-核心筒结构的抗震超限分析

为了探究筒偏置框架-核心筒结构的抗震设计和超限分析,文章基于实际工程单体,建立空间结构模型,依据地震响应分析和弹塑性抗震理论,采用两种计算程序(YJK和PMSAP)进行振型分解反应谱法计算对比,并补充弹性时程法分析比较;同时对结构整体进行静力弹塑性和大震防倒塌分析,对超限关键部位进行中震弹性设计加强。分析表明:当筒偏置框架-核心筒具备较好抗扭刚度时,多种分析方法计算结果吻合良好,通过大震分析充分揭露出结构关键部位,对其设计加强,使得结构具备良好的抗震性能。